Nhiệt Dung Riêng Là Gì. Nhiệt Dung Riêng Là Gì

Năng lượng cần cung cấp cho 1 g một chất để nhiệt độ của chất đó tăng thêm 1 ° C. Theo định nghĩa, để tăng nhiệt độ của 1 g nước thêm 1 ° C, thì phải mất 4,18 J. Từ điển bách khoa sinh thái học ... ... Từ điển sinh thái học

nhiệt dung riêng- - [A.S. Goldberg. Từ điển Năng lượng Anh Nga. 2006] Chủ đề về năng lượng nói chung EN nhiệt học riêng…

NHIỆT DUNG RIÊNG- vật lý. một đại lượng đo bằng nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng 1kg chất bằng 1 K (xem). Đơn vị của nhiệt dung riêng tính bằng SI (xem) trên kilogam kelvin (J kg ∙ K)) ... Đại từ điển Bách khoa toàn thư

nhiệt dung riêng- savitoji šiluminė talpa statusas T s viêm fizika atitikmenys: engl. nhiệt dung trên một đơn vị khối lượng; nhiệt dung khối lượng; nhiệt dung riêng vok. Eigenwarme, f; Spezifice Wärme, f; Spezifische Wärmekapazität, f rus. công suất nhiệt khối, f;…… Fizikos ga cuốių žodynas

Xem nhiệt dung ... Bách khoa toàn thư Liên Xô vĩ đại

nhiệt dung riêng- nhiệt dung riêng... Từ điển từ đồng nghĩa hóa học I

nhiệt dung riêng của chất khí- - Chuyên đề ngành dầu khí EN nhiệt độ riêng của khí… Sổ tay phiên dịch kỹ thuật

nhiệt dung riêng của dầu- - Chuyên đề ngành dầu khí EN nhiệt lượng riêng của dầu… Sổ tay phiên dịch kỹ thuật

nhiệt dung riêng ở áp suất không đổi- - [A.S. Goldberg. Từ điển Năng lượng Anh Nga. 2006] Các chủ đề về năng lượng nói chung nhiệt dung riêng EN ở áp suất không đổicpconstant áp suất riêng… Sổ tay phiên dịch kỹ thuật

nhiệt dung riêng ở thể tích không đổi- - [A.S. Goldberg. Từ điển Năng lượng Anh Nga. 2006] Các chủ đề về năng lượng nói chung nhiệt lượng riêng EN ở thể tích không đổi Sổ tay phiên dịch kỹ thuật

Sách

• Cơ sở vật lý và địa chất để nghiên cứu sự chuyển động của nước trong các chân trời sâu, Trushkin V.V. Nhìn chung, cuốn sách dành cho quy luật tự điều chỉnh nhiệt độ của nước với cơ thể vật chủ, được tác giả phát hiện vào năm 1991. Ở đầu cuốn sách, ôn tập trạng thái kiến ​​thức vấn đề chuyển động sâu ...

Học sinh nào cũng bắt gặp trong các bài học vật lý với khái niệm "nhiệt dung riêng". Trong hầu hết các trường hợp, mọi người quên định nghĩa trường học, và thường không hiểu ý nghĩa của thuật ngữ này. Ở các trường đại học kỹ thuật, hầu hết sinh viên sớm muộn gì cũng gặp phải nhiệt dung riêng. Có lẽ, là một phần của nghiên cứu vật lý, hoặc có thể ai đó sẽ có một ngành học như "kỹ thuật nhiệt" hoặc "nhiệt động lực học kỹ thuật". Trong trường hợp này, bạn sẽ phải nhớ chương trình học ở trường. Vì vậy, dưới đây là định nghĩa, ví dụ, ý nghĩa của một số chất.

Sự định nghĩa

Nhiệt dung riêng là đại lượng vật lý đặc trưng cho nhiệt lượng phải cung cấp cho một đơn vị chất hoặc toả ra khỏi một đơn vị chất để nhiệt độ của chất đó thay đổi một độ. Điều quan trọng là phải hủy bỏ rằng nó không quan trọng, độ C, Kelvin và Fahrenheit, điều chính là sự thay đổi nhiệt độ trên mỗi đơn vị.

Nhiệt dung riêng có đơn vị đo riêng - trong hệ đơn vị quốc tế (SI) - Joule chia cho tích của kilôgam và độ Kelvin, J / (kg K); đơn vị ngoài hệ thống là tỷ số giữa calo trên tích của kilôgam và độ C, cal / (kg ° C). Giá trị này thường được ký hiệu bằng chữ c hoặc C, đôi khi các chỉ số được sử dụng. Ví dụ, nếu áp suất không đổi, thì chỉ số là p, và nếu thể tích không đổi, thì v.

Các biến thể định nghĩa

Có thể có một số công thức định nghĩa đại lượng vật lý đã thảo luận. Ngoài định nghĩa trên, một định nghĩa được coi là chấp nhận được, trong đó nói rằng nhiệt dung riêng là tỷ số giữa giá trị nhiệt dung của một chất với khối lượng của nó. Trong trường hợp này, cần phải hiểu rõ ràng "nhiệt dung" là gì. Vì vậy, nhiệt dung được gọi là đại lượng vật lý cho biết nhiệt lượng phải mang vào cơ thể (chất) là bao nhiêu thì mới có thể thay đổi một giá trị nhiệt độ của nó. Nhiệt dung riêng của khối lượng chất lớn hơn kilôgam được xác định giống như đối với một giá trị duy nhất.

Một số ví dụ và ý nghĩa của các chất khác nhau

Thực nghiệm đã phát hiện ra rằng giá trị này là khác nhau đối với các chất khác nhau. Ví dụ, nhiệt dung riêng của nước là 4,187 kJ / (kg K). Giá trị lớn nhất của đại lượng vật chất này đối với hydro là 14.300 kJ / (kg K), nhỏ nhất đối với vàng là 0,129 kJ / (kg K). Nếu bạn cần một giá trị cho một chất cụ thể, thì bạn cần lấy một cuốn sách tham khảo và tìm các bảng tương ứng và trong đó - các giá trị \ u200b \ u200bof mà bạn quan tâm. Tuy nhiên, các công nghệ hiện đại giúp đôi khi có thể tăng tốc quá trình tìm kiếm - chỉ cần trên bất kỳ điện thoại nào có tùy chọn truy cập World Wide Web, nhập câu hỏi quan tâm vào thanh tìm kiếm, bắt đầu tìm kiếm là đủ. trả lời dựa trên kết quả. Trong hầu hết các trường hợp, bạn cần nhấp vào liên kết đầu tiên. Tuy nhiên, đôi khi bạn không cần phải đi bất cứ nơi nào khác - câu trả lời cho câu hỏi hiển thị trong phần mô tả ngắn gọn về thông tin.

Các chất phổ biến nhất mà họ đang tìm kiếm nhiệt dung, bao gồm cả nhiệt dung riêng, là:

• không khí (khô) - 1,005 kJ / (kg K),
• nhôm - 0,930 kJ / (kg K),
• đồng - 0,385 kJ / (kg K),
• etanol - 2.460 kJ / (kg K),
• sắt - 0,444 kJ / (kg K),
• thủy ngân - 0,139 kJ / (kg K),
• oxy - 0,920 kJ / (kg K),
• gỗ - 1.700 kJ / (kg K),
• cát - 0,835 kJ / (kg K).

Dụng cụ và phụ kiện sử dụng trong công việc:

2. Trọng lượng.

3. Nhiệt kế.

4. Nhiệt lượng kế.

6. Thân nhiệt lượng.

7. Gạch gia dụng.

Mục tiêu:

Để tìm hiểu thực nghiệm để xác định nhiệt dung riêng của một chất.

I. GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT.

Dẫn nhiệt- truyền nhiệt từ các bộ phận bị đốt nóng nhiều hơn sang các bộ phận ít bị đốt nóng hơn do sự va chạm của các phân tử nhanh với các phân tử chậm, do đó các phân tử nhanh chuyển một phần năng lượng của chúng cho các phân tử chậm.

Sự thay đổi nội năng của bất kỳ cơ thể nào tỷ lệ thuận với khối lượng và sự thay đổi nhiệt độ cơ thể.

DU = cmDT (1) Q = cmDT (2)

Giá trị c đặc trưng cho sự phụ thuộc của sự thay đổi nội năng của cơ thể khi đốt nóng hoặc làm lạnh vào loại chất và điều kiện bên ngoài được gọi là nhiệt dung riêng của cơ thể.

(4)

Giá trị C, đặc trưng cho sự phụ thuộc của cơ thể hấp thụ nhiệt khi bị đốt nóng và bằng tỉ số giữa nhiệt lượng truyền cho cơ thể với độ tăng nhiệt độ của cơ thể, được gọi là nhiệt dung của cơ thể.

C = c × m. (5) (6)Q = CDT (7)

Nhiệt dung mol C m, là nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của một mol chất thêm 1 Kelvin

Cm = cM. (tám) C m = (9)

Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào bản chất của quá trình gia nhiệt.

Phương trình cân bằng nhiệt lượng.

Trong quá trình truyền nhiệt, tổng nhiệt lượng mà mọi vật tỏa ra, trong đó nội năng giảm đi bằng tổng nhiệt lượng mọi vật nhận, trong đó nội năng tăng lên.

SQ ra = SQ trong (10)

Nếu các vật thể tạo thành một hệ kín và giữa chúng chỉ xảy ra trao đổi nhiệt thì tổng đại số của nhiệt lượng nhận và nhiệt lượng đã cho bằng 0.

SQ ra + SQ vào = 0.

Ví dụ:

Vật, nhiệt lượng kế và chất lỏng tham gia truyền nhiệt. Cơ thể toả nhiệt, nhiệt lượng kế và chất lỏng nhận.

Q t \ u003d Q k + Q f

Q t \ u003d c t m t (T 2 - Q)

Q thành = c thành m thành (Q - T 1)

Q f = c f m f (Q - T 1)

Trong đó Q (tau) là tổng nhiệt độ cuối cùng.

với t m t (T 2 -Q) \ u003d với với m đến (Q- T 1) + với f m f (Q- T 1)

với t \ u003d ((Q - T 1) * (s đến m k + c f m g)) / m t (T 2 - Q)

T \ u003d 273 0 + t 0 C

2. TIẾN ĐỘ CÔNG VIỆC.

TẤT CẢ CÁC TRỌNG LƯỢNG NÊN ĐƯỢC VẬN CHUYỂN VỚI ĐỘ CHÍNH XÁC 0,1 g.

1. Xác định bằng cách cân khối lượng của bình bên trong, nhiệt lượng kế m 1.

2. Đổ nước vào bình trong của nhiệt lượng kế, cân cốc trong cùng với chất lỏng đã đổ được m k.

3. Xác định khối lượng của nước đã đổ m \ u003d m thành - m 1

4. Đặt bình trong của nhiệt lượng kế vào bình ngoài và đo nhiệt độ ban đầu T 1 của nước.

5. Lấy thân thử ra khỏi nước sôi, chuyển nhanh vào nhiệt lượng kế, xác định T 2 - nhiệt độ ban đầu của thân, bằng nhiệt độ của nước sôi.

6. Trong khi khuấy chất lỏng trong nhiệt lượng kế, đợi đến khi nhiệt độ ngừng tăng: đo nhiệt độ cuối cùng (ổn định) Q.

7. Lấy thân thử ra khỏi nhiệt lượng kế, lau khô bằng giấy lọc và cân trên cân để xác định khối lượng m 3.

8. Ghi lại kết quả của tất cả các phép đo và tính toán vào bảng. Thực hiện các phép tính đến chữ số thập phân thứ hai.

9. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng và từ đó tìm nhiệt dung riêng của chất với.

10. Dựa vào kết quả thu được, xác định chất trong đơn.

11. Tính sai số tuyệt đối và sai số tương đối của kết quả thu được so với kết quả dạng bảng bằng cách sử dụng các công thức:

;

12. Kết luận về những công việc đã làm được.

BẢNG KẾT QUẢ ĐO LƯỜNG VÀ TÍNH TOÁN

Bạn nghĩ cái gì nóng lên nhanh hơn trên bếp: một lít nước trong chảo hay bản thân cái chảo nặng 1 kg? Khối lượng của các vật là như nhau, có thể cho rằng quá trình đốt nóng sẽ xảy ra với tốc độ như nhau.

Nhưng nó không có ở đó! Bạn có thể làm một thí nghiệm - đặt một cái chảo rỗng lên lửa trong vài giây, chỉ để không đốt nó và nhớ nó đã nóng lên ở nhiệt độ nào. Và sau đó đổ nước vào chảo có trọng lượng chính xác bằng trọng lượng của chảo. Về lý thuyết, nước sẽ nóng lên đến cùng nhiệt độ với một chảo rỗng trong thời gian gấp đôi, vì trong trường hợp này cả hai đều được làm nóng - cả nước và chảo.

Tuy nhiên, ngay cả khi bạn đợi lâu gấp ba lần, hãy đảm bảo rằng nước vẫn ít được làm nóng hơn. Để nước nóng lên đến nhiệt độ tương đương với một chiếc nồi có cùng trọng lượng thì phải mất thời gian lâu hơn gần mười lần. Tại sao chuyện này đang xảy ra? Điều gì ngăn nước nóng lên? Tại sao khi đun nấu chúng ta phải tốn thêm gas để đun nước? Vì có một đại lượng vật lý gọi là nhiệt dung riêng của chất.

Nhiệt dung riêng của một chất

Giá trị này cho biết nhiệt lượng phải truyền cho một vật có khối lượng là một kilôgam để nhiệt độ của vật đó tăng thêm một độ C. Nó được đo bằng J / (kg * ˚С). Giá trị này tồn tại không phải do ý thích mà do sự khác biệt về tính chất của các chất khác nhau.

Nhiệt dung riêng của nước gấp mười lần nhiệt độ của sắt nên trong nồi sẽ nóng lên nhanh hơn gấp mười lần nhiệt lượng riêng của nước trong đó. Thật kỳ lạ, nhiệt dung riêng của nước đá bằng một nửa của nước. Do đó, nước đá sẽ nóng lên nhanh gấp đôi so với nước. Đá tan dễ hơn làm nóng nước. Nghe có vẻ lạ lùng nhưng đó là một sự thật.

Tính toán lượng nhiệt

Nhiệt dung riêng được kí hiệu bằng chữ cái c và được sử dụng trong công thức tính nhiệt lượng:

Q = c * m * (t2 - t1),

trong đó Q là nhiệt lượng, c - nhiệt dung riêng, m - trọng lượng cơ thể, t2 và t1 lần lượt là nhiệt độ cuối và nhiệt độ ban đầu của vật.

Công thức nhiệt riêng: c = Q / m * (t2 - t1)

Bạn cũng có thể diễn đạt từ công thức này:

• m = Q / c * (t2-t1) - trọng lượng cơ thể
• t1 = t2 - (Q / c * m) - thân nhiệt ban đầu
• t2 = t1 + (Q / c * m) - nhiệt độ cơ thể cuối cùng
• Δt = t2 - t1 = (Q / c * m) - chênh lệch nhiệt độ (delta t)

Còn nhiệt dung riêng của các chất khí? Mọi thứ đều khó hiểu hơn ở đây. Với chất rắn và chất lỏng, tình hình đơn giản hơn nhiều. Nhiệt dung riêng của chúng là một giá trị không đổi, đã biết, dễ dàng tính được. Đối với nhiệt dung riêng của các chất khí, giá trị này rất khác nhau trong các trường hợp khác nhau. Hãy lấy không khí làm ví dụ. Nhiệt dung riêng của không khí phụ thuộc vào thành phần, độ ẩm và áp suất khí quyển.

Đồng thời, khi nhiệt độ tăng, chất khí tăng thể tích, và chúng ta cần đưa thêm một giá trị - thể tích không đổi hoặc thay đổi, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến nhiệt dung. Do đó, khi tính nhiệt lượng cho không khí và các chất khí khác, người ta sử dụng các đồ thị đặc biệt về giá trị nhiệt dung riêng của chất khí tùy thuộc vào các yếu tố và điều kiện khác nhau.

Nước là một trong những chất tuyệt vời nhất. Mặc dù phân bố rộng rãi và sử dụng rộng rãi, nó là một bí ẩn thực sự của tự nhiên. Là một trong những hợp chất oxy, có vẻ như nước phải có các đặc tính rất thấp như đóng băng, nhiệt hóa hơi, v.v. Nhưng điều này không xảy ra. Nhiệt dung riêng của nước, bất chấp mọi thứ, là cực kỳ cao.

Nước có thể hấp thụ một lượng nhiệt rất lớn, trong khi thực tế bản thân nó không nóng lên - đây là đặc điểm vật lý của nó. nước cao hơn cát khoảng năm lần, và sắt cao hơn mười lần. Do đó, nước là một chất làm mát tự nhiên. Khả năng tích lũy một lượng lớn năng lượng của nó giúp nó có thể làm dịu các biến động nhiệt độ trên bề mặt Trái đất và điều chỉnh chế độ nhiệt trên khắp hành tinh, và điều này xảy ra bất kể thời gian nào trong năm.

Tính chất độc đáo này của nước khiến nó có thể được sử dụng làm chất làm mát trong công nghiệp và gia đình. Ngoài ra, nước là một nguyên liệu thô có sẵn rộng rãi và tương đối rẻ.

Nhiệt dung có nghĩa là gì? Như đã biết trong quá trình nhiệt động lực học, sự truyền nhiệt luôn xảy ra từ vật nóng sang vật lạnh. Trong trường hợp này, chúng ta đang nói về sự chuyển đổi của một lượng nhiệt nhất định, và nhiệt độ của cả hai vật thể, là một đặc điểm của trạng thái của chúng, cho thấy hướng của sự trao đổi này. Trong quá trình kim loại tác dụng với nước có khối lượng bằng nhau ở cùng nhiệt độ ban đầu thì kim loại đó thay đổi nhiệt độ gấp mấy lần nước.

Nếu chúng ta coi như một định đề phát biểu chính của nhiệt động lực học - từ hai vật thể (cô lập với những vật thể khác), trong quá trình trao đổi nhiệt, một vật tỏa ra và vật kia nhận một lượng nhiệt bằng nhau, thì rõ ràng kim loại và nước có nhiệt hoàn toàn khác nhau. năng lực.

Như vậy, nhiệt dung của nước (cũng như bất kỳ chất nào) là một chỉ số đặc trưng cho khả năng cho (hoặc nhận) một số chất nhất định trong quá trình làm lạnh (đun nóng) trên một đơn vị nhiệt độ.

Nhiệt dung riêng của một chất là nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng một đơn vị chất này (1 kilôgam) thêm 1 độ.

Nhiệt lượng mà cơ thể toả ra hoặc hấp thụ bằng tích của nhiệt dung riêng, khối lượng và độ chênh lệch nhiệt độ. Nó được đo bằng calo. Một calo chính xác là nhiệt lượng đủ để đun nóng 1 g nước. Để so sánh: nhiệt dung riêng của không khí là 0,24 cal / g ∙ ° C, nhôm là 0,22, sắt là 0,11 và thủy ngân là 0,03.

Nhiệt dung của nước không phải là hằng số. Với sự tăng nhiệt độ từ 0 đến 40 độ, nó giảm nhẹ (từ 1,0074 đến 0,9980), trong khi đối với tất cả các chất khác, đặc tính này tăng lên trong quá trình đun nóng. Ngoài ra, nó có thể giảm khi tăng áp suất (ở độ sâu).

Như bạn đã biết, nước có ba trạng thái tập hợp - lỏng, rắn (đá) và thể khí (hơi nước). Đồng thời, nhiệt dung riêng của nước đá thấp hơn nước xấp xỉ 2 lần. Đây là sự khác biệt chính giữa nước và các chất khác, nhiệt dung riêng mà ở trạng thái rắn và nóng chảy không thay đổi. Bí mật ở đây là gì?

Thực tế là nước đá có cấu trúc tinh thể, không bị sụp đổ ngay lập tức khi bị nung nóng. Nước chứa các hạt băng nhỏ, bao gồm một số phân tử và được gọi là các liên kết. Khi nước được đun nóng, một phần được chi cho việc phá hủy các liên kết hydro trong các thành tạo này. Điều này giải thích khả năng sinh nhiệt cao bất thường của nước. Các liên kết giữa các phân tử của nó chỉ bị phá hủy hoàn toàn khi nước chuyển thành hơi nước.

Nhiệt dung riêng ở nhiệt độ 100 ° C hầu như không khác nhiệt dung riêng của nước đá ở 0 ° C. Điều này một lần nữa khẳng định tính đúng đắn của cách giải thích này. Nhiệt dung của hơi nước, giống như nhiệt dung của nước đá, hiện được hiểu rõ hơn nhiều so với nhiệt độ của nước, mà các nhà khoa học vẫn chưa đi đến thống nhất.